Decomposition process of Sm2Zr2O7+8YSZ composite TBC systems in conditions of hot corrosion

• Autorzy: Moskal Grzegorz , Jucha Sebastian

Warianty tytułu

Proces dekompozycji składu fazowego w kompozytowych powłokach TBC typu Sm2Zr2O7+8YSZ w warunkach korozji wysokotemperaturowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Accelerated decomposition of the Sm2Zr2O7+8YSZ system in the form of air plasma sprayed thermal barrier coatings under the condition of Na2SO4 impact was shown in this article. The analyzed TBC systems were composite coatings with formula 50/50 of weight % of both structural elements deposited on In 625 alloy with NiCrAlY bond-coat. The thickness of the ceramic insulation layers was ca. 350 μm. The hot corrosion test was made at temperature 920 and 970°C in liquid deposits of sodium sulfate. Obtained data of phase analysis showed that the expected reaction related to the formation of samarium sulfates or oxysulfates is negligible but relatively strong effects of pyrochlore Sm2Zr2O7 decomposition to fluorite phase as well as the creation of cubic ZrO2 by probable absorption of Sm2O3 oxide were detected.

PL

Przyspieszony proces rozpadu fazowego natryskiwanych plazmowo kompozytowych powłokowych barier cieplnych typu Sm2Zr2O7+8YSZ w warunkach oddziaływania ciekłych osadów soli Na2SO4 został scharakteryzowany w niniejszym artykule. Badaniom poddano system TBC składający się z warstwy ceramicznej o proporcji składników 50/50 w procentach masowych. Powłoka natryskana została na podłożu ze stopu In625 z międzywarstwą typu NiCrAlY. Grubość ceramicznej warstwy izolacyjnej wynosiła ok. 350 μm. Badania odporności na korozję wysokotemperaturową przeprowadzono w temperaturze 920 i 970°C w środowisku ciekłych osadów solnych siarczanu sodu. Uzyskane dane w postaci wyników badań dyfrakcyjnych składu fazowego wykazały, że oczekiwany efekt reakcji w postaci generowania siarczanów i tlenosiarczanów samaru jest pomijalnie mały. Relatywnie silniejszym zaobserwowanym efektem był natomiast stwierdzony rozpad cyrkonianu samaru Sm2Zr2O7 o sieci pirochloru do formy strukturalnej fluorytu, jak również tworzenie się sześciennej formy tlenku ZrO2, który powstał prawdopodobnie w wyniku pochłonięcia tlenku samaru Sm2O3.

Słowa kluczowe

EN

TBC; pyrochlore; composite coatings; hot corrosion; synergism effect; phase decomposition

PL

BC; pirochlory; powłoki kompozytowe; korozja wysokotemperaturowa; efekt synergii; dekompozycja fazowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 10
• Strony: 338--340
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Moskal Grzegorz

• Silesian University of Technology, Institute of Materials Science, 40-019 Katowice, Krasińskiego str. 8, Poland

autor

Jucha Sebastian

• Silesian University of Technology, Department of Production Engineering, 40-019 Katowice, Krasińskiego str. 8, Poland

Bibliografia

• [1] Jones R. L. 1997. “Some aspects of the hot corrosion of thermal barrier coatings”. Journal of Thermal Spray Technology 6 : 77-84.
• [2] Stevens R. 1983. An Introduction to Zirconia. Magnesium Elektron Ltd., Twickenham, UK.
• [3] Jones R.L. 1996. “Thermal barrier coatings”, in Metallurgical and ceramic protective coatings, Ed. Stern, K. H., Chapman & Hall, (London).
• [4] Marple B.R., J. Voyer, M. Thibodeau, D.R. Nagy, R. Vassen. 2006. “Hot corrosion of lanthanum zirconate and partially stabilized zirconia thermal barrier coatings”. 128 : 144–152.
• [5] Liu X.Y., J.W. Che, H. Yi, G.Y. Liang. 2019. “Chemical compatibility between Ln2Zr2O7 (Ln = Nd, Sm, Gd) and tetragonal yttria stabilized zirconia after annealing at high temperatures”. Materials Letters 234 : 159-162. doi: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.09.088
• [6] Raap R.A. 2002. “Hot corrosion of materials: a fluxing mechanism”. Corrosion Science 44 : 209-221.
• [7] Raap R.A., Y.S. Zhang. 1994. “Hot corrosion of materials: Fundamental studies”. The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society 46 (1994) 47–55.
• [8] Hasan S.K., M. Mobin. 2011. “High Temperature Interaction of NiO with Sodium Sulphate in SO2 Environment at 1100 and 1200 K”. Portugaliae Electrochimica Acta 29 : 187-196.

Uwagi

This work was supported by Faculty of Materials Science of Silesian University of Technology, as a part of Statutory Research BK-221/RM0/2018.

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).